(57)【要約】【課題】バイオレメディエーションによる浄化処理により、シアン化合物により汚染された土壌を効果的にオンサイト浄化する方法を提案する。【解決手段】シアン化合物により汚染された土壌を微生物の活動を利用して好気的条件下でオンサイト浄化する際、浄化対象土壌の表面を通気性の低い人工物で覆った状態で、当該浄化対象土壌に窒素源を除外した栄養物質を供給すること特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアン化合物により汚染された土壌を微生物の活動を利用して好気的条件下でオンサイト浄化する方法において、浄化対象土壌の表面を通気性の低い人工物で覆った状態で、当該浄化対象土壌に窒素源を除外した栄養物質を供給すること特徴とする土壌汚染浄化方法。
【請求項２】
前記通気性の低い人工物で覆う領域は、浄化対象土壌の９５％以上の表面とすることを特徴とする請求項１記載の土壌汚染浄化方法。
【請求項３】
前記窒素源を除外した栄養物質に、酸素および炭素源としてのグルコース、フルクトース、ガラクトース、サッカロース、ラクトース、マルトース等の糖類のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または２記載の土壌汚染浄化方法。
【請求項４】
前記窒素源を除外した栄養物質等の炭素源としての糖類として、単糖類とオリゴ糖と多糖類のうち少なくとも２種以上を含むことを特徴とする請求項３記載の土壌汚染浄化方法。
【請求項５】
前記浄化対象土壌に供給する酸素は、高純度酸素ガスもしくは工業用酸素ガスあるいはこれらの酸素ガスを溶解させた液体であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の土壌汚染浄化方法。
【請求項６】
前記浄化対象土壌中に酸素を供給する方法として、固体酸素除放剤を用いることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の土壌汚染浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シアン化合物により汚染された土壌を微生物の活動を利用してオンサイト浄化する土壌汚染浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌汚染の浄化手段として現在一般的に行われている方法の大半は、物理的または化学的手法を用いた方法であるが、最近では、微生物活動による有害物質の分解または改質を利用する生物学的浄化法、すなわちバイオレメディエーションによる浄化処理が検討されている。特に汚染土壌を掘り出して地上で処理することが可能な場合は、パイル方式やランドファーミンク゛方式等のオンサイト浄化の手法をとることにより、微生物による有害物質の分解または改質が進みやすい最適な環境条件への制御が容易であるため、比較的短時間で汚染の浄化が可能である。また、浄化された土壌は、掘り出した元の場所へ埋め戻すことが可能となる。
なお、バイオレメディエーションには、土着微生物の活性化により汚染修復する技術と、外部から特定の微生物または微生物群を投与する技術があるが、土着微生物を直接利用する技術には、簡便性や環境的影響の少ない利点がある。
【０００３】
しかしこの微生物を利用したバイオレメディエーションの浄化対象として検討が進んでいるのは、主に有機塩素化合物や石油系炭化水素による地下汚染であり、それ以外の有害物質を浄化対象とする検討例は少ない。特にシアン化合物による土壌汚染については、本発明者らが先に提案した原位置修復法に関する発明（特許文献１）の外には、特定のシアン分解菌を利用した発明（特許文献２〜４）しか知られていないのが現状である。
【０００４】
バイオレメディエーションでは、土壌中に浄化対象となる有害物質の分解能力または改質能力を持つ微生物を増殖させることが要求されるため、栄養物質等を補給する必要がある。シアン化合物汚染をバイオレメディエーションとしての浄化対象とする場合、利用する有用微生物相としてはおおまかには２つのケースが考えられる。
その１つは、シアンを主要な炭素源および主要な窒素源として共に活用できる好気性従属栄養微生物相であり、この場合に微生物相（微生物集団）の活性化のために外部から人工的に添加する主な栄養物質等としては、酸素源および比較的少量の炭素源が考えられる。さらに他の１つは、シアンを主要な窒素源として活用するものの、炭素源としては他の有機物から同化摂取する好気性従属栄養微生物相であり、この場合は微生物相（微生物集団）の活性化のために外部から人工的に添加する主な栄養物質等としては、酸素源および炭素源が考えられる。
【０００５】
これらどちらの場合についても、もし地下環境中にシアン以外の種類の窒素源が豊富に存在すると、当然、窒素源としてその物質もまた微生物活動、特に増殖活動において微生物に盛んに摂取され、その分、シアン化合物の分解が進まないことが容易に予想される。
【０００６】
ところで、比較的浅い地下領域には窒素固定菌とよばれる大気中の窒素ガスから窒素を取り込める微生物が多く分布し易く、そのため地表面に近づくほどこれらの微生物によって取り込まれた分の窒素濃度が高まっている。したがって、汚染土壌を掘削し、地上でオンサイト処理するたタイプのバイオレメディエーションでは、地表面から入り込む窒素流入速度の存在が、シアン分解微生物の活動を効率的に活性化するうえでの大きな障害になる。
もっとも、バイオレメディエーションによらずに、汚染土壌をそっくり取り替えることによって、一見、容易に問題は解決しそうに見えるが、しかしそれでも汚染の存在する全ての掘削土壌を運搬・処理するには、費用面で大きな負担がかかってくることは必然であり、汚染修復全体での経済性が大きく損なわれてしまう。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７３４０８号公報
【特許文献２】特開平１４−２１０４９１号公報
【特許文献３】特開平１５−９８４７号公報
【特許文献４】特開平１２−２７０８４８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、修復費が安くつくバイオレメディエーションによる浄化処理により、シアン化合物により汚染された土壌を効果的にオンサイト浄化する土壌汚染浄化方法を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明者等は鋭意研究を重ね、新たな窒素源の供給や流入を極力絶った上で、シアン化合物を窒素源として利用し得る微生物の活動を促進することにより、シアン化合物による土壌汚染を効率よく浄化することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る土壌汚染浄化方法は、シアン化合物により汚染された土壌を微生物の活動を利用して好気的条件下でオンサイト浄化する方法において、浄化対象土壌の９５％以上の表面を通気性の低い人工物で覆った状態で、土壌に窒素源を除外した栄養物質を供給すること特徴とするものである。
また、この浄化方法において、前記通気性の低い人工物で覆う領域は、浄化対象土壌の９５％以上の表面とすることを特徴とし、また、前記窒素源を除外した栄養物質として、酸素および炭素源としてのグルコース、フルクトース、ガラクトース、サッカロース、ラクトース、マルトース等の糖類のうち少なくとも１つを含むことを特徴とし、さらに、前記窒素源を除外した栄養物質等の炭素源としての糖類として、単糖類とオリゴ糖と多糖類のうち少なくとも２種以上を含むことを特徴とし、さらにまた、前記浄化対象土壌に供給する酸素は、高純度酸素ガスもしくは工業用酸素ガスあるいはこれらの酸素ガスを溶解させた液体であることを特徴とし、かつ前記浄化対象土壌中に酸素を供給する方法としては、固体酸素除放剤を用いることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明におけるシアン化合物としては、各種シアン化物および鉄、ニッケル、銅等の各種金属のシアン錯体、有機物質とシアンとの複合物等を含むものである。また、本発明における通気性の低い人工構造物としては、コンクリート、アスファルト等による舗装、樹脂シートによる被覆等を含むものである。
【００１２】
本発明における炭素源としては、炭水化物、有機酸等を含む。炭水化物としては、糖類、澱粉等を含む。糖類としては、単糖類、オリゴ糖、多糖類を含む。単糖類としては、グルコース、フルクトース、ガラクトース等を含む。オリゴ糖としては、サッカロース、マルトース、ラクトース、トレハロース、メリビオース、ラフィーノース、スタキオース等を含む。
糖の種類と、その炭素源としての機能の関係としては、単糖類、オリゴ糖、多糖類の順に、即効性が低くなり、遅効性が向上する。したがって、これらをバランスよく配合するほど、長期的汚染修復効果が高くなる。
【００１３】
本発明における窒素源を除外した栄養物質のうち、酸素以外のものについては、事前に土壌中に混ぜ込んでおく方法を用いても差し支えない。
また、本発明における窒素源を除外した栄養物質のうち酸素については、ガスの状態のまま浄化対象土壌に供給する方法、酸素を水に溶存させた上で供給する方法、事前に土壌中に固体酸素除法剤を混ぜ込んでおく方法のいずれを用いても差し支えない。ただし、この時同時に窒素も供給してしまうことを避けるため、ガス状態で用いる酸素や水に溶存させる酸素については、空気等窒素と共存する状態の酸素ではなく、精製した酸素ガスを用いる。酸素ガス中の窒素含有量は低ければ低いほど、生物的窒素固定を回避する上では望ましい。
なお、本発明において利用される微生物は、単独でも、幾つかの微生物の混合状態でも良く、その種類について特に限定されるものではない。特に対象とする土壌中の土着微生物を直接利用するタイプのバイオレメディエーションにおいて、より大きな効果を発揮する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を模式的に表した断面図、図２は同上の実施例における土壌サンプリング地点を併記した外観図、図３は本発明未実施の状態を模式的に表した断面図、図４は同じく本発明未実施の状態を示す図２相当図であり、１はシアン汚染土壌、２は人工物、３は供給管、４、５、６、７は土壌サンプリング地点である。
【００１５】
すなわち、本発明はシアン汚染土壌１の表面積の少なくとも９５％を通気性の低い人工物２で覆う。人工物としては、前記したごとくコンクリート、アスファルト等による舗装、樹脂シート等を使用する。このような人工物により覆うことにより、土壌１中に通常存在する窒素固定菌が土壌中に窒素化合物を供給することを防止する。この状態で窒素源を除外した栄養物質を供給管３を通じてシアン汚染土壌１中へ供給する。このようにして窒素源を除外した栄養物質をシアン汚染土壌１中に供給することにより、新たな窒素源の供給や流入を極力絶った上で、シアン化合物中の窒素を微生物が窒素源として利用するのを促進するようにする。こうしてシアン化合物によるシアン汚染土壌１を効率よく浄化することができることとなる。
【００１６】
【実施例】
実施例１
シアン化合物で汚染されているサイトＡにおいて、パイル浄化試験を実施した。本実施例では、図１、図２に示す配置で供給管３を設置しつつ、浄化対象とするシアン汚染土壌１を高さ１．５ｍ、幅５ｍ、長さ３０ｍのパイル状に積み上げた。その後、パイル表面を厚手の樹脂シート（人工物）により覆い、栄養物質として２０ｍＭグルコース水溶液に、純度９９．５％の酸素ガスを接触させて酸素飽和させたものを、毎日１回、供給管３から３Ｌ／分、３０分間供給した。
その実施前後で、図２に示す土壌サンプリング地点４、５それぞれの０．７ｍの深度から土壌試料を採取し、これらの好気性従属栄養細菌数および溶出検液中Ｔ−ＣＮ濃度の測定を行い、それぞれ全微生物活動活性とシアン汚染度の指標とした。その結果を表１に示す。
【００１７】
実施例２
実施例１と同様のシアン化合物で汚染されているサイトＡにおいて、栄養物質として１０ｍＭグルコースおよび５ｍＭスクロース水溶液に、純度９９．５％の酸素ガスを接触させて酸素飽和させたものを用いた以外は、実施例１と同様の条件でパイル浄化試験を実施した結果を表２に示す。
【００１８】
実施例１と同様のシアン化合物で汚染されているサイトＡにおいて、栄養物質として５ｍＭグルコース、７ｍＭマルトース、０．３ｍＭラフィノースの水溶液に、純度９９．５％の酸素ガスを接触させて酸素飽和させたものを用いた以外は、実施例１と同様の条件でシアン汚染土壌１に前記栄養物質を供給し、その実施前、実施開始２０日後、実施開始３０日後、実施例１と同様に、土壌サンプリング地点４、５それぞれの０．７ｍの深度から土壌試料を採取し、これらの好気性従属栄養細菌数および溶出検液中Ｔ−ＣＮ濃度の測定を行い、それぞれ全微生物活動活性とシアン汚染度の指標とし、その結果を表３に示す。
【００１９】
比較例１
実施例１と同様のシアン化合物で汚染されているサイトＡにおいて、パイル表面を人工物で覆わないで露出させたままの状態で、図３に示す配置で供給管３を設置しつつ、実施例１と同様の条件でパイル浄化試験を実施した結果を表４に示す。
【００２０】
表１〜表４に示す結果より明らかなごとく、汚染土壌表面を通気性の低い人工物で覆うことによって土壌中の窒素固定菌が土壌中に窒素化合物を供給することを防止した上で、窒素源を除外した栄養物質を当該土壌中へ供給した本発明の方法の場合は、土壌表面を覆わずに、土壌中の窒素固定菌が地中に窒素化合物を供給するがままに、栄養物質等を土壌へ供給した比較例１の場合と比べ、溶出試験検液中Ｔ−ＣＮ濃度は良好な値を示し、シアン汚染部でのシアン分解を効率的に高める効果があることが確認された。
【００２１】
【表１】
2005046699.tif 000003
【００２２】
【表２】
2005046699.tif 000004
【００２３】
【表３】
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【００２４】
【表４】
2005046699.tif 000006
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したごとく本発明の方法によれば、汚染土壌表面について、その９５％以上の表面を通気性の低い人工物で覆った上で、浄化対象土壌に、窒素源を除外した栄養物質を供給することにより、微生物活動によるシアン分解を効率的に促進することができるようになり、ひいては従来の技術では浄化できなかった、シアン汚染を効率的に浄化することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を模式的に示した断面図である。
【図２】同上の実施例における土壌サンプリング地点を併記した外観図である。
【図３】本発明未実施の状態を模擬的に示した断面図である。
【図４】同じく本発明未実施の状態を示す図２相当図である。
【符号の説明】
１  シアン汚染土壌
２  人工物
３  供給管
４、５、６、７  土壌サンプリング地点
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005046699.tif 000009
【図４】
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